Desarrollo y aplicación de métodos avanzados para la caracterización de la respuesta sísmica del suelo a escala regional y local

Resumen

El objetivo global de este trabajo es la caracterización del movimiento sísmico a escala local y regional usando metodologías teóricas y empíricas avanzadas. A nivel regional, se observó que algunos movimientos sísmicos en la vertiente mediterranea mostraban valores menores que lo esperado, es decir, atenuaciones sísmicas mayores. Para estudiar este fenómeno con más detalle se han recopilado datos acelerométricos del área con valores de magnitud suficiente, provenientes de varias instituciones. Estos datos se han analizado y comparado con curvas europeas predictivas del movimiento del suelo preexistentes, y se han podido observar estas mayores atenuaciones. Este hecho ha motivado el establecimiento en este trabajo de nuevas curvas predictivas del movimiento sísmico más realistas usando los datos del oeste de la vertiente mediterránea. Se proponen como resultado curvas que predicen el valor máximo de aceleración (PGA) y el espectro de aceleraciones (SA) en función de la distancia epicentral y la magnitud local, con un rango de validez entre las magnitudes 3.8 y 5.2; y unas distancias entre 10 y 550 km para el oeste de la vertiente mediterranea. A nivel local, los métodos numéricos para la estimación de los efectos locales (modificaciones del movimiento sísmico debido a las características geológicas locales) son el objeto de la segunda parte de la tesis. Primeramente, se hace un estudio paramétrico y comparativo para la validación de distintos métodos numéricos 1D y 2D en el valle de Volvi (Grecia), teniendo en cuenta las simulaciones hechas por varios equipos de investigadores de toda Europa y registros reales en el área. Las conclusiones extraídas de este ejercicio respecto a la dimensión de las simulaciones (1D-2D), el modelo de estructura del valle y la atenuación sísmica, son de gran utilidad para posteriores aplicaciones numéricas en otras áreas locales. Posteriormente, se ha escogido el método de diferencias finitas para su aplicación a un perfil 2D de un valle de los Pirineos, el valle de la Cerdanya (Girona, España). Tras una introdución teórica del método, se establece el esquema numérico definido para la simulación de la propagación de las ondas P-SV y se presenta un análisis exhaustivo de la precisión del método y la elección de los parámetros necesarios para la realización de la modelización. Los resultados obtenidos de la aplicación de la simulación 2D han permitido conocer los mecanismos que modifican la señal sísmica al propagarse a través de los materiales y geometría que forma el valle de la Cerdanya. Estos efectos locales son principalmente debidos a la geometría del valle (interacción de frentes de onda) y representan modificaciones importantes del movimiento del suelo (amplificaciones, alargamientos de la señal). En resumen, este trabajo representa una aportación importante en los estudios de peligrosidad sísmica, ya que se ha caracterizado el movimiento del suelo ofreciendo una descripción más realista de su propagación a nivel regional (vertiente oeste mediterránea) y a nivel local, se han estimado los efectos locales bidimensionales de un valle pirenáico por primera vez mediante la aplicación de una metodología numérica avanzada. ---------------------------------------